加筋土挡土墙 毕业设计

1
由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，即沿悬臂式挡土墙的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶肋，把墙面板和墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。
1.
锚定板挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆和埋置在填土中的锚定板在现场拼装而成，依靠填土与结构的相互作用力维持其自身稳定。与重力式挡土墙相比，具有结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便等优点，特别适合用于地基承载力不大的地区。设计时，为了维持锚定板挡土墙结构的内力平衡，必须保证锚定板结构周围的整体稳定和土的摩阻力大于由土自重和荷载产生的土压力。锚杆式挡土墙是利用嵌入坚实岩层的灌浆锚杆作为拉杆的一种挡土结构。
1.
工点位于九度地震区，上层覆土5—15cm。下伏基岩为砂岩夹页岩，泥岩，灰岩和花岗斑岩。覆盖层承载力0.25—0.30MPa，基岩承载力为0.3—0.6 MPa。拟在该处修建一座高速公路路堤式加筋挡土墙，挡土墙所处位置及纵横断面由图纸给定。主要设计内容包括：
一、挡土墙材料选择及构件设计
1、确定挡土墙墙面板类型
1
土钉墙是有面板、土钉与边坡相互作用形成的支挡结构。它适用于一般地区土质及破碎软岩质地段，也可置于桩板挡土墙之间支挡岩土以保证边坡稳定。
土钉墙面层为喷射混凝土中间夹钢筋网，土钉要和面板有效连接，外端设钢垫板或加强钢筋通过螺丝端杆锚具或焊接进行连接。
1
由墙面板、拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋于填土间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。即是柔性结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动作用。施工简便、外形美观、占地面积小、而且对地基的适应性强。适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。
加筋土挡土墙施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期，一般包括下列工序：基槽(坑)开挖、地基处理、排水设施、基础浇(砌)筑、构件预制与安装、筋带铺设、填料填筑与压实、墙顶封闭等，其中现场墙面板拼装、筋带铺设、填料填筑与压实等工序是交叉进行的。同时加筋挡土墙的使用也存在很多的问题，受到一定条件的限制：挡墙背后需要充足的空间，以获得足够的墙宽来保证内部和外部稳定性；对于钢材加筋的锈蚀、用作暴露面层的土工合成材料在紫外线照射下的变质，以及填土中聚酯类加筋材料的老化等问题，需要制定合适的设计标准；前加筋土系统的设计和施工经验仍不成熟，故规范尚需进一步完善。
第1
1.1
挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，是一种支承路堤土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物。随着我国高等级公路建设的飞速发展，特别是高等级公路建设向中西部地区的推进，路基挡土墙越来越显得重要，应用越来越多，而且其结构形式日新月异，设计理论也在不断发展。
挡土墙的类型很多，根据墙体的自身刚度可将其分为柔性挡土墙和刚性挡土墙；根据挡土墙的结构形式可将其分为重力式挡土墙和轻型挡土墙；根据挡土墙在路基横断面上的位置可分为路堑挡土墙、路肩挡土墙、路堤挡土墙、山坡挡土墙、抗滑挡土墙、站台挡土墙等；根据建筑材料可分为石、混凝土及钢筋混泥土挡土墙等；根据所处的环境条件可氛围一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙与地震地区挡土墙等等。目前世界上最常用的一种挡土墙形式即为重力式挡土墙，这是世界上最古老的的挡土墙结构形式，其形式简单、施工方便，可就地取材，适用性强，因而广泛使用。为适应不同地区的条件和发展新技术的需要，各种形式的挡土墙也应运而生：悬臂式、扶壁式、板桩式、加筋土式挡土墙等。
加筋土本身就是一种组合材料。由于加筋与土的相互作用，加筋土加强了土颗粒间的联系，从而增加了土的抗剪强度，减少了沉降变形。使用土工织物或土工合成材料来做加筋材料的挡土结构是柔性的。地震时，这样的加筋土结构可以比传统的圬工挡土墙吸收更多的能量而不产生功能上的破坏。模型实验与已发生的地震业已证明加筋土结构是抗震性能优良的结构。
现代加筋土的概念和设计理论是20世纪60年代由法国工程师Henri Vidal首创的。作为仅次于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的又一次发明，加筋土技术在世界范围内发展开来。根据他的设计理论于1965年在法国普拉聂尔斯成功修建了一座公路加筋土挡土墙，该项工程立刻引起了世界工程界的浓厚兴趣，引起了世界各国的重视，得到很高评价。国外誉之为仅次于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的又一次发明。以后，世界各国普遍开展了加筋挡土墙的实验和设计工作。
1.
1
重力式挡土墙一般由块石或混凝土材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的，因此，墙身截面较大，适用于小型工程，通常墙高小于8米，但结构简单，施工方便，能就地取材，因此广泛应用于实际工程中。
1.
当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L型，由钢筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。
加筋土挡土墙既安全又经济，因此这种新技术立即引起了世界各地的土木界工程师们的关注，从而不仅在欧洲而且在美国、澳大利亚、加拿大、印度、泰国、日本等地被广泛地应用于铁路、公路、港口码头和工业与民用建筑中。据1977年的统计，世界上就修建了1500余座加筋土结构，并投入使用，其中有700余座加筋土桥台。上世纪仅仅在美国就修建了2万多座加筋土结构。
我国加筋土主要用之于加筋土挡土墙，上世纪90年代初出台了加筋土挡墙设计规范，世纪末建设部、交通部以及水利部分别颁布了土工合成材料加筋土挡墙设计规范或标准。国内使用的加筋包括有钢筋混凝土条，土工带，PP土工格栅、双向钢塑土工格栅等，而加筋膜在我国还很少用。面板主要还是非延性的预制钢筋混凝土板。
近年来由于我国国民经济稳定高速发展，交通运输业发展很猛，从而带动加筋土技术在公路、铁路、港口码头建设中的发展与应用，推进了新型挡土墙的发展与研究。期间，建成了一些多级超高加筋土挡土墙，如三峡移民工程巫山新城的57m高加筋土挡土墙等等，并引发了相关的研究。
加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种轻型支挡结构物，是由墙面板、拉筋、填料和基础组成的柔性复合结构物。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。
天然含水量(%)
18
天然重度 (kN/m3)
22
地基承载力特征值(kPa)
600
地基内摩擦角 (°)
30
粘聚力(kPa)
55
孔隙比
0.7
2.3
工点位于九度地震区，上层覆土5—15cm。下伏基岩为砂岩夹页岩，泥岩，灰岩和花岗斑岩。覆盖层承载力0.25—0.30MPa，基岩承载力为0.3—0.6 MPa。
地基为黄土，容重为22 ，内摩擦角为30°，粘聚力c=55kpa，地基容许承载力[ ]=600kpa，基底摩擦系数 =0.4。设计荷载为高速公路-Ⅰ级标准载荷，设计速度100km/h。
第
3.1 填料
填料是加筋体的主体材料，不仅影响土压力的大小，而且直接影响拉筋的摩擦力。因此宜用粗粒土填筑，填料中最大粒径不应大于10cm，而且不宜大于单层填料压实厚度的1/3，基本要求是：
第2
2.1
加筋土挡土墙设计计算内容主要有：
1、内部稳定计算，即加筋材料抗拉强度计算和抗拔稳定计算
2、外不稳定计算，即加筋体抗倾覆稳定、抗滑动稳定、软弱地基尚应进行整体滑动稳定性及地基沉降计算；
3、构件设计，即确定各种构件(如墙面板、拉筋)在外力作用下，保证具有足够强度和稳定性的具体尺寸
具体计算内容包括以下：
(1)墙身尺寸拟定及参数确定
拉筋长度及结构设计
(2)内部稳定性验算
(3)外部稳定性验算
①滑动稳定性验算
②倾覆稳定性验算
③基底应力及合力偏心距验算
④整体稳定性验算
(4)加筋土挡土墙施工
2.2 基本
表2-1 挡土墙基本资料
墙身及基础
填料及地基
挡土墙类型
加筋土挡土墙
填料种类
沙性填土
墙高H(m)
7
重度 (kN/m3)
1978年我国才在云南建成第一座加筋土挡土墙。该挡土墙采用链接的钢筋混凝土筋条。直到20世纪80年代中叶，我国才开始研究和开发土工织物。之后，加筋土理论与技术都得到了较大较快的发展。现在，加筋土已用来加固建筑地基，形成公路、铁路路堤，构筑加筋土挡土墙等等，但罕用之于桥台。据估计，在我国大陆已建筑并投入使用10000个以上的加筋土工程。
土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。
加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。
19
筋带类型
CAT30020B
填料内摩擦角 (°)
30
筋带长度(m)
8
基础埋深(m)
2.0
筋带宽度(mm)
30
地基土
黄土
筋带厚度(mm)
2
公路等级及荷载强度
筋带强度设计值
公路等级
Ⅰ级
极限断裂强度标准值(MPa)
150
汽车荷载
公路Ⅰ级
筋带容许拉应力(MPa)
100
墙顶护栏荷载强度
(kN/m²)
7
填料与筋带的似摩擦系数
在西班牙，1971年建造了第一座加筋土挡墙，随后的发展和推广应用也相当快。美国1972年修建加州39号公路时开始使用，联邦公路局专门有班子从事有关研究和应用工作，其推广应用和研究开发也相当快。其它许多国家也先后使用和推广了加筋土技术，加筋土工程已从加筋土挡墙发展应用到桥台、护岸、堤坝、建筑物基础、铁路路堤、码头、防波堤、水库、尾矿坝、储仓及核设施、军用设施等多个领域。
2、拉筋材料选取
3、基础设计
4、挡土墙横断面形式
二、挡土墙内部稳定性分析
1、拉筋拉力计算
(1)加筋体自重产生的拉力
(2)加筋体上路堤土对拉筋产生的拉力
(3)车辆荷载产生的拉力
(4)拉筋拉力
2、拉筋断面计算与抗拉强度验算
(1)拉筋断面积计算
(2)螺栓连接处筋带强度验算
(3)连接螺栓抗剪强度验算
(4)土工合成带穿孔处筋带强度计算
3、拉筋抗拔稳定性验算与拉筋长度计算(包括锚固长度和活动区长度)
(1)拉筋抗拔稳定系数
(2)活动区长度计算
(3)锚固长度计算
4、加筋土设计中土压力系数和似摩擦系数确定
(1)土压力系数
(2)似摩擦系数
三、外部稳定性分析
1、抗滑稳定性分析
2、抗倾覆稳定性分析பைடு நூலகம்
3、地基承载力分析
4、整体抗滑稳定性分析
5、沉降分析
加筋土挡墙，与传统的重力式挡土墙、混凝土挡土墙相比较，是有经济优势的。挡土墙愈高，加筋土挡土墙的经济优势就愈大。对加筋土挡墙的分析与比较认为，加筋土挡墙可以节约20~50%工程造价。便宜但耐久的拉筋激发潜在滑面后的稳定土体来协助保持结构的稳定，因而不需要大量的圬工，造价就得以降低。在公路与铁路路堤的建设中，援用加筋土技术尚可以节省大量的用地。
0.4
按一次建成双向4车道高速公路的标准设计，路基宽度为24.5m，计算行车速度为100km/h，公路一级。标准横断面尺寸如下表2-2所示：
表2-2 公路宽度尺寸表
中央分隔带宽度(m)
两侧行车道宽度(m)
两侧路缘带宽度(m)
两侧硬路肩宽度(m)
两侧土路肩宽度(m)
2
2×3.75
0.5
2.5
0.75
表2-3地基土层参数
拟在该处某高速公路上修建一座加筋土挡土墙。挡土墙所处位置及纵断面图由图纸给定。根据图纸所给的挡土墙位置桩号为，K77+730~K77+760右侧路堤墙。
该高速公路采用整体式路基宽24.5m，其中：行车道宽2×7.5m，硬路肩宽2×2.50m(，中间带宽3.0m(中央分隔带2.0m，左侧路缘带宽2×0.50m)，土路肩宽2×0.75m。填料为砂性土，容重为19 ，内摩擦角为30°，计算内摩擦角为35°，